無人機技術:航測與激光測量

前言

隨著社會需求的不斷變化,經濟產業也要跟著不斷轉型升級,國家對于環境越來越重視,導致很多工廠的倒閉和關停,從而導致大量的廠房廢棄和閑置。如何利用好這些閑置的廠房,盤活這些閑置資產,發揮這些廠房應有的價值,也是當今一個重大的課題。


老舊廠房的改造,首先要有廠區的地形圖,廠房的平面圖和立面圖,這樣設計人員才能根據廠區目前現狀進行設計和改造。老舊廠區,由于時間久遠,很多都沒有電子圖紙,另外廠區這么多年也會有很多改動,所以需要對廠區現狀進行測繪,才能進行廠區的改造。使用傳統測繪方式:外業全站儀打點+人工繪制草圖,內業展點,根據草圖繪制電子圖紙,效率很低,也容易出錯和漏測。這些年,隨著無人機航測和三維掃描儀技術的發展,全要素獲取地物數據,海量的點云數據,使得在傳統測繪中遇到的難題,都可以迎刃而解。




文章授權轉載于:天成華海
原標題:老舊廠區改造項目中新興測繪技術的應用
轉載請聯系原作者


01
老舊廠區改造測繪項目內容


1.1 老舊廠區改造所需測繪成果


  • 整個廠區1:500地形圖;

  • 廠區內建筑物內外平面圖;

  • 廠區建筑物外立面圖;


1.2  廠區外業測繪流程


利用GNSS RTK和全站儀對整個廠區做好控制點(控制點分布和精度)


無人機技術:航測與激光測量的圖1


最外圈紫色線是該項目廠區圍墻,紅色點為RTK做的控制點,有些顯示在廠房里的點,是用全站儀在廠房內部做的控制點,為三維掃描儀拼站,賦予絕對坐標使用。這樣可以把無人機航測和三維掃描儀掃描數據結合到一起使用。


控制點決定了整個測繪項目的精度,所以要遵循測繪規范,做好一定的冗余量,留一定數量的檢查點,盡可能減少人為誤差。譬如RTK做像控點,使用對中桿支架或三腳架,避免人為扶桿。同一個控制點,測量三次,平面誤差范圍控制在0.01m,高程控制在0.02m。如果誤差超限,選擇重新測量。


無人機技術:航測與激光測量的圖2


使用無人機搭載正射相機對整個廠區進行DOM和DSM數據的采集


無人機技術:航測與激光測量的圖3


使用大疆M300無人機搭載五鏡頭相機對整個廠區進行三維模型數據的采集


無人機技術:航測與激光測量的圖4


備注:

  1. 使用谷歌,GobalMapper,奧維等軟件,把所需航測的廠區制作成KML文件,根據需要,對測量區域進行適當外擴,導入到無人機遙控器中;

  2. 根據航測成果的不同和對GSD精度的要求,設置無人機飛行速度,航高,航向和旁向重疊率等參數。


使用三維掃描儀完成對廠房外立面和廠房內部的掃描


無人機技術:航測與激光測量的圖5


備注:

  1. 使用三維掃描儀,站與站之間拼接,最好通過使用靶球拼接,這樣精度是最高的。所以外業掃描時,要考慮靶球的擺放位置;

  2. 廠房的外立面要通過掃描儀掃描的點云數據,截成正射圖進行勾描。所以外業掃描時,要有專人對建筑物進行拍照,幫助內業人員了解建筑物內外部的情況。


1.3  廠區測繪數據內業處理


通過Pix4D軟件得到廠區的DOM,點云和DSM


無人機技術:航測與激光測量的圖6


通過Context Capture軟件生成廠區三維模型


無人機技術:航測與激光測量的圖7


無人機技術:航測與激光測量的圖8


使用廠區的DOM,DSM,點云和OSGB格式三維模型數據生產1:500地形圖


無人機技術:航測與激光測量的圖9


備注:

對于1:500這種大比例尺地形圖,一定要有三維模型和點云數據作為參考,僅憑DOM是不行的。比如廠房,要求是畫建筑物的主體。如果僅有DOM,因為房檐的遮擋,你是看不到房子的主體。


三維掃描儀外業數據,通過掃描儀自帶軟件進行拼站,賦予絕對坐標,去噪,導出通用點云格式,通過第三方軟件截取廠房的立面和內外平面正射照片


無人機技術:航測與激光測量的圖10


使用廠房的立面和平面照片,結合外業拍攝的照片,畫廠房的外立面和內外平面


無人機技術:航測與激光測量的圖11


無人機技術:航測與激光測量的圖12


02
結束語


隨著無人機航測和三維掃描儀掃描技術不斷地成熟,測繪方式已經從原來全站儀,RTK測量地物特征點,然后內業勾勒特征點成圖,發展到無人機航測和三維激光掃描對地物全要素地理信息的獲取,內業專門航測和點云軟件處理多種數據格式的測繪成果(DOM,DSM,DEM,DLG,三維點云,三維模型等),可以更加真實直觀地反映地物現狀。但是這也帶來了海量數據,如何快速的使用這些數據,不讓其過多地消耗電腦配置,是下一個令人棘手的問題。魚和熊掌不可兼得也!

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